材料科學(xué)基礎(chǔ)教案課件

第一部分前言第二部分總綱第三部分緒論第四部分材料的結(jié)構(gòu)第五部分晶體缺陷第六部分純金屬的凝固第七部分二元相圖第八部分三元相圖第九部分固體材料的變形與斷裂第十部分回復(fù)與再結(jié)晶第一部分前言1

材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間關(guān)系及變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。材料科學(xué)基礎(chǔ)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲取可供使用的工程材料；解決材料在加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝、強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試技術(shù)；合理地選擇和使用工程材料。材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。第一部分前言材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工2一、課程性質(zhì)及教學(xué)目的二、課程內(nèi)容三、與其它課程的關(guān)系四、教學(xué)對(duì)象五、教學(xué)時(shí)間六、教學(xué)地點(diǎn)七、教學(xué)指導(dǎo)思想八、教學(xué)重點(diǎn)九、教學(xué)難點(diǎn)十、教學(xué)方法十一、學(xué)時(shí)分配十二、教學(xué)過(guò)程十三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容十四、教材及教學(xué)參考書(shū)第二部分總綱一、課程性質(zhì)及教學(xué)目的第二部分總綱3課程性質(zhì)及教學(xué)目的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程、材料加工與控制等各專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是金屬材料系為材料工程學(xué)院各專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的院級(jí)必修課。材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間關(guān)系及變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。材料科學(xué)基礎(chǔ)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲取可供使用的工程材料；解決材料在加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝、強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試技術(shù)；合理地選擇和使用工程材料。本課程的任務(wù)是向?qū)W生較全面系統(tǒng)地介紹物理冶金原理，注意材料的共性與個(gè)性的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的交叉與滲透。學(xué)習(xí)本課程的目的是為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課打下牢固的基礎(chǔ)，同時(shí)為將來(lái)從事材料的研究與開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

課程性質(zhì)及教學(xué)目的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工4課程內(nèi)容

材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。縱觀材料科學(xué)基礎(chǔ)所含內(nèi)容可知，該課程內(nèi)容較為龐雜。具有三多的特點(diǎn)；即所謂內(nèi)容頭緒多、原理規(guī)律多（涉及原理、規(guī)律幾十個(gè)）、概念定義多（名詞、定義近300個(gè)），由于該課程具有上述特點(diǎn)，加之有些微觀結(jié)構(gòu)看不見(jiàn)、摸不到，而且課程內(nèi)容枯燥、乏味，因此，教師感到難教，學(xué)生感到難學(xué)。

課程內(nèi)容材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、5與其它課程的關(guān)系

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是以化學(xué)、物理、物理化學(xué)、材料力學(xué)、金屬工藝學(xué)和金工教學(xué)實(shí)習(xí)為基礎(chǔ)的課程，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)聯(lián)系上述基礎(chǔ)課程的有關(guān)內(nèi)容，以加深對(duì)本課程內(nèi)容的理解。同時(shí)本課程是材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)，在今后學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程時(shí)，還應(yīng)經(jīng)常聯(lián)系本書(shū)的有關(guān)內(nèi)容，以便進(jìn)一步掌握所學(xué)的知識(shí)。

與其它課程的關(guān)系“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是以化學(xué)、物6教學(xué)指導(dǎo)思想1.

從材料科學(xué)與工程材料應(yīng)用的角度出發(fā)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，體現(xiàn)21世紀(jì)教學(xué)理念、教學(xué)改革精神和世界工程教育思想。2.

嚴(yán)格按《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱及《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大綱》進(jìn)行教學(xué)，注意課程內(nèi)容的準(zhǔn)確定位和整體優(yōu)化。3.

開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)及課堂討論應(yīng)有利于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)。教學(xué)指導(dǎo)思想7教學(xué)重點(diǎn)

1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。2.晶體缺陷3．凝固理論應(yīng)用4．鐵碳相圖及其應(yīng)用5．三元相圖的應(yīng)用6．塑性變形后的組織與性能7．再結(jié)晶

教學(xué)重點(diǎn)1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。8教學(xué)難點(diǎn)

1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。2.晶體缺陷3.凝固理論4.鐵碳相圖的分析與應(yīng)用5.三元相圖的分析與應(yīng)用6.塑性變形機(jī)理7.再結(jié)晶機(jī)制

教學(xué)難點(diǎn)1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。9教學(xué)方法

采用啟發(fā)式、歸納類(lèi)比法、教學(xué)模型、電化教學(xué)等傳統(tǒng)教學(xué)方法。采用CAI課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件進(jìn)行教學(xué)。改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法，注重理論聯(lián)系實(shí)際及培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，利用電視、計(jì)算機(jī)等輔助教學(xué)手段提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。正確處理《材料科學(xué)基礎(chǔ)》與基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課的關(guān)系：即利用基礎(chǔ)課所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。采用計(jì)算機(jī)命題與評(píng)分系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教考分離。

教學(xué)方法采用啟發(fā)式、歸納類(lèi)比法、教學(xué)模型、電化教學(xué)等傳統(tǒng)10學(xué)時(shí)分配

1．講課502．實(shí)驗(yàn)103．課堂討論24．機(jī)動(dòng)1總學(xué)時(shí)63

學(xué)時(shí)分配1．講課5011教學(xué)過(guò)程

1.

后次復(fù)習(xí)前次概念2.

本次講授內(nèi)容的引入3.

新教學(xué)內(nèi)容的講授過(guò)程4.

小結(jié)5.

思考題6．作業(yè)教學(xué)過(guò)程1.

后次復(fù)習(xí)前次概念12實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．金相試樣的制備1學(xué)時(shí)2．金相顯微鏡的使用1學(xué)時(shí)3．鐵碳合金平衡組織觀察2學(xué)時(shí)4．金相攝影3學(xué)時(shí)5．金屬塑性變形與再結(jié)晶2學(xué)時(shí)6．位錯(cuò)腐蝕坑觀察1學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．金相試樣的制備1學(xué)時(shí)13教材及教學(xué)參考書(shū)

1.,《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2.《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程習(xí)題與解答》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社3.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年4.《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編工業(yè)冶金出版社1980年5.《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年6.《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年7.《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年8.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》馬泗春主編陜西科學(xué)技術(shù)出版社1998年9.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》石德珂主編西安交大出版社1995年教材及教學(xué)參考書(shū)1.,《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》趙品哈爾14第三部分緒論一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)過(guò)程六、思考題七、教學(xué)參考書(shū)

第三部分緒論一、教學(xué)目的及要求15教學(xué)目的及要求

使學(xué)生了解材料科學(xué)的重要地位與作用，工程材料的分類(lèi)，課程的任務(wù)與內(nèi)容，材料科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)目的及要求使學(xué)生了解材料科學(xué)的重要地位與作用，16主要內(nèi)容材料科學(xué)的重要地位與作用；工程材料的分類(lèi)；材料發(fā)展簡(jiǎn)史，本課程的研究對(duì)象、任務(wù)與內(nèi)容；材料科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法；教學(xué)參考書(shū)。

主要內(nèi)容材料科學(xué)的重要地位與作用；工程材料的分類(lèi)；17教學(xué)重點(diǎn)

使學(xué)生了解本課程在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃中的地位、重要性。，以達(dá)到按照教學(xué)目的要求，學(xué)生能夠自覺(jué)地學(xué)好本課程的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生了解本課程在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃中18教學(xué)過(guò)程一講授內(nèi)容二小結(jié)三思考題教學(xué)過(guò)程一講授內(nèi)容19思考題1．材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？2．如何對(duì)工程材料進(jìn)行分類(lèi)？3.材料科學(xué)的研究對(duì)象及任務(wù)是什么？思考題1．材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？20教學(xué)參考書(shū)1．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》

趙品

哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年2．《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編工業(yè)冶金出版社1980年3．《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年4．《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年5．《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年6．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》馬泗春主編陜西科學(xué)技術(shù)出版社1998年7《材料科學(xué)基礎(chǔ)》石德珂主編西安交大出版社1995年

教學(xué)參考書(shū)1．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱21講授內(nèi)容1、材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用2、材料的分類(lèi)3、材料的發(fā)展歷史4、材料科學(xué)的發(fā)展方向5、本課程的任務(wù)與內(nèi)容講授內(nèi)容1、材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用22材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用材料是用來(lái)制造各種有用物件的物質(zhì)。它是人類(lèi)生存與發(fā)展、征服和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類(lèi)社會(huì)現(xiàn)代文明的重要支柱。因此史學(xué)家將人類(lèi)發(fā)展分為石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、水泥時(shí)代、鋼時(shí)代、硅時(shí)代和新材料時(shí)代。材料科學(xué)的發(fā)展及進(jìn)步成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)。材料科學(xué)的發(fā)展在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，因此，材料、能源、信息被譽(yù)為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱。材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用材料23材料的分類(lèi)1、按材料的化學(xué)成分組成分類(lèi)

金屬材料（黑色金屬、有色金屬）無(wú)機(jī)非金屬材料（水泥、玻璃、耐火材料、陶瓷）天然高分子材料（蛋白、淀粉、纖維素）高分子材料人工合成高分子材料（合成橡膠、合成塑料、合成纖維）

復(fù)合材料2、按材料的使用性能分類(lèi)結(jié)構(gòu)材料功能材料材料的分類(lèi)1、按材料的化學(xué)成分組成分類(lèi)24材料的發(fā)展歷史1、1808～1871年，研究并實(shí)現(xiàn)了金相分析的方法。2、1871～1903年，手機(jī)、分析及總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致了系統(tǒng)的理論研究3、1903～1945年，由研究合金相的平衡狀態(tài)過(guò)渡到從動(dòng)力學(xué)角度研究相的變化。4、1946～現(xiàn)在，繼續(xù)向金屬材料因狀態(tài)不同導(dǎo)致性能差異的方向發(fā)展，進(jìn)一步弄清相變和強(qiáng)化的機(jī)理，在更深的層次上研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。材料的發(fā)展歷史1、1808～1871年，研究并實(shí)現(xiàn)了金相分析25材料科學(xué)的發(fā)展方向精細(xì)化超高性能化高功能化復(fù)雜化（復(fù)合化、雜化）生態(tài)環(huán)境化智能化材料科學(xué)的發(fā)展方向精細(xì)化26本課程的任務(wù)與內(nèi)容

材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分，加工過(guò)程與其組織、結(jié)構(gòu)和性能之間關(guān)系及其變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。材料的成分不同，則組織結(jié)構(gòu)不同，其性能也不同；材料的成分相同，但加工過(guò)程不同則導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)不同，性能也不同。因此化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)是決定材料性能的內(nèi)因，而加工工藝則是促使材料組織結(jié)構(gòu)變化最終導(dǎo)致性能變化的外因。材料科學(xué)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型的工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲得可供使用的工程材料；解決材料加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝，強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試加速；合理的選擇使用材料。材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。本課程的任務(wù)與內(nèi)容材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分27第四部分材料的結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)十、教學(xué)參考書(shū)第四部分材料的結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目的及要求28教學(xué)目的及要求使學(xué)生們掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)，建立材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。教學(xué)目的及要求使學(xué)生們掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特29主要內(nèi)容材料的結(jié)合方式、金屬材料的結(jié)構(gòu)、高分子材料及陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。主要內(nèi)容材料的結(jié)合方式、金屬材料的結(jié)構(gòu)、高分30教學(xué)重點(diǎn)1、典型金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)；2、合金相結(jié)構(gòu)3、金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；4、高分子材料及陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)1、典型金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)；31教學(xué)難點(diǎn)1.

晶體結(jié)構(gòu)；2.

合金相結(jié)構(gòu)3.高分子材料、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；教學(xué)難點(diǎn)1.

晶體結(jié)構(gòu)；32教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容33復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容1、材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？2、如何對(duì)工程材料進(jìn)行分類(lèi)？3、材料科學(xué)的研究對(duì)象及任務(wù)是什么？復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容1、材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？34思考題1．三大固體材料的鍵性如何？2．金屬的特性是什么？3．純金屬的晶體結(jié)構(gòu)有幾種類(lèi)型？4．合金相結(jié)構(gòu)有幾種？都是什么？5．金屬材料的性能特點(diǎn)是什么？6．高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)是什么？7．陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)是什么？思考題1．三大固體材料的鍵性如何？35作業(yè)1、氯化鈉和金剛石各屬于那種空間點(diǎn)陣？試計(jì)算配位數(shù)與致密度。2、試說(shuō)明一個(gè)面心立方等于一個(gè)體心正方結(jié)構(gòu)。3、在立方系中繪出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（10）晶面。4、（121）與（100）所決定的晶帶軸和（001）與（111）所決定的晶帶軸所構(gòu)成的晶面的晶面指數(shù)。5、計(jì)算面心立方結(jié)構(gòu)（111）、（110）與（100）面的面密度和面間距。6、FeAl是電子化合物，具有體心立方點(diǎn)陣，試畫(huà)出其晶胞，計(jì)算電子濃度，畫(huà)出（112）面原子排列圖。7、合金相VC、Fe3C、CuZn、ZrFe2屬于何種類(lèi)型，并指出其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8、在立方系標(biāo)準(zhǔn)投影圖上確定極點(diǎn)（111）、（11）、（11）、（1）、（12）、（0）的位置。作業(yè)1、氯化鈉和金剛石各屬于那種空間點(diǎn)陣？試計(jì)算配位數(shù)與36實(shí)驗(yàn)1、金相試樣的制備1學(xué)時(shí)；2、金相顯微鏡的使用1學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)1、金相試樣的制備1學(xué)時(shí)；37教學(xué)參考書(shū)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年2.《高分子材料導(dǎo)論》張留成化學(xué)工業(yè)出版社1993年3.《工程陶瓷材料》金志浩、周敬恩機(jī)械工業(yè)出版社1986年教學(xué)參考書(shū)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品38講授新課1材料的結(jié)合方式2晶體學(xué)基礎(chǔ)3材料的晶體結(jié)構(gòu)

講授新課1材料的結(jié)合方式39材料的結(jié)合方式一、化學(xué)鍵

1.離子鍵

2.共價(jià)鍵

3.金屬鍵

4.范德華鍵

二、工程材料的鍵性

材料的結(jié)合方式一、化學(xué)鍵40離子鍵1、形成當(dāng)兩種電負(fù)性相差很大（如元素周期表相隔較遠(yuǎn)的元素）的原子相互結(jié)合時(shí)，其中電負(fù)性較小的原子失去電子成為正離子，電負(fù)性較大的原子獲得電子成為負(fù)離子，正、負(fù)離子靠靜電引力結(jié)合在一起而形成的結(jié)合鍵。2、特性無(wú)方向性，無(wú)飽和性，結(jié)合力很大3、具有離子鍵物質(zhì)的特性離子晶體的硬度高、強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)小，但脆性大。離子晶體具有很好的絕緣性。因不吸收可見(jiàn)光，典型的離子晶體是無(wú)色透明的。離子鍵1、形成41共價(jià)鍵1、形成元素周期表中的ⅣA、ⅤA、ⅥA族大多數(shù)元素或電負(fù)性不大的原子相互結(jié)合時(shí)，原子間不產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移，以共價(jià)電子形成穩(wěn)定的電子滿(mǎn)殼層的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)合。這種由公用電子對(duì)產(chǎn)生的結(jié)合鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵。2、特性方向性，飽和性，結(jié)合力很大3、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性共價(jià)晶體強(qiáng)度、硬度高，脆性大，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高，揮發(fā)性低。共價(jià)鍵1、形成42金屬鍵1、形成金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是外層電子少，原子容易失去其價(jià)電子而成為正離子。當(dāng)金屬原子相互結(jié)合時(shí)，金屬原子的外層電子（價(jià)電子）就脫離原子，成為自由電子，為整個(gè)金屬原子所共有。這些公有化的自由電子在正離子之間自由運(yùn)動(dòng)形成所謂電子氣（或電子云）。這種由金屬正離子與電子氣之間相互作用而結(jié)合的方式稱(chēng)為金屬鍵。2、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性①、良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。②、正的電阻溫度系數(shù)，即隨溫度升高電阻增大。③、良好的強(qiáng)度及塑性。④、具有金屬光澤。金屬鍵1、形成43范德華鍵

1、形成有些物質(zhì)的分子具有極性，其中分子的一部分帶有正電荷，而分子的另一部分帶有負(fù)電荷，一個(gè)分子的正電荷部位和另一分子的負(fù)電荷部位間，以微弱靜電引力相引，使之結(jié)合在一起稱(chēng)為范德華鍵（或分子鍵）。2、特性結(jié)合力較弱3、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性硬度低、沸點(diǎn)低，絕緣性。范德華鍵1、形成44工程材料的鍵性

實(shí)際上使用的工程材料，有的是單純的一種鍵，更多的是幾種鍵的結(jié)合。如果以四種鍵為頂點(diǎn)作一個(gè)四面體，就可以把材料的結(jié)合鍵范圍示意地表示在這個(gè)四面體上，具體材料地鍵特性見(jiàn)圖。工程材料的鍵性實(shí)際上使用的工程材料，有的是45晶體學(xué)基礎(chǔ)

1、晶體與非晶體2、空間點(diǎn)陣3、晶向指數(shù)與晶面指數(shù)4、晶體的晶體的極射赤面投影晶體學(xué)基礎(chǔ)1、晶體與非晶體46晶體與非晶體1、晶體：物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)(分子、原子或離子)在三維空間作有規(guī)律的周期性重復(fù)排列所形成的物質(zhì)叫晶體，如圖。2、非晶體：非晶體在整體上是無(wú)序的，但原子間也靠化學(xué)鍵結(jié)合在一起，所以在有限的小范圍內(nèi)觀察還有一定規(guī)律，可將非晶體的這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為近程有序。

晶體與非晶體1、晶體：47空間點(diǎn)陣1、空間點(diǎn)陣：實(shí)際晶體中，質(zhì)點(diǎn)在空間的排列方式是多種多樣的．為了便于研究晶體中原于、分子或離子的排列情況，近似地將晶體看成是無(wú)錯(cuò)排的理想晶體，忽賂其物質(zhì)性，抽象為規(guī)則排列于空間的無(wú)數(shù)幾何點(diǎn)。這些點(diǎn)代表原子(分子或離子)的中心，也可是彼此等同的原于或分子群的中心，各點(diǎn)的周?chē)h(huán)境相同。這種點(diǎn)的空間排列稱(chēng)為空間點(diǎn)陣，簡(jiǎn)稱(chēng)點(diǎn)陣，這些點(diǎn)叫陣點(diǎn)。2、晶胞：從點(diǎn)陣中取出一個(gè)仍能保持點(diǎn)陣特征的最基本單元叫晶胞。3、晶格：將陣點(diǎn)用一系列平行直線(xiàn)連接起來(lái)，構(gòu)成一空間格架叫晶格。a、晶胞選取的條件

b、14種空間點(diǎn)陣，布拉菲點(diǎn)陣

空間點(diǎn)陣1、空間點(diǎn)陣：48晶胞選取應(yīng)滿(mǎn)足的條件

(1)晶胞幾何形狀充分反映點(diǎn)陣對(duì)稱(chēng)性。(2)平行六面體內(nèi)相等的棱和角數(shù)目最多。(3)當(dāng)棱間呈直角時(shí)，直角數(shù)目應(yīng)最多。(4)滿(mǎn)足上述條件，晶胞體積應(yīng)最小。晶胞選取應(yīng)滿(mǎn)足的條件(1)晶胞幾何形狀充分反映點(diǎn)陣對(duì)稱(chēng)性4914種空間點(diǎn)陣14種空間點(diǎn)陣50晶向指數(shù)與晶面指數(shù)1.晶向指數(shù)和標(biāo)定2.晶面指數(shù)的標(biāo)定3.晶面族與晶向族4.六方晶面及晶向的指數(shù)標(biāo)定5.晶帶6.晶面間距

晶向指數(shù)與晶面指數(shù)1.晶向指數(shù)和標(biāo)定51晶向指數(shù)和標(biāo)定(1)以晶格中某結(jié)點(diǎn)為原點(diǎn)，取點(diǎn)陣常數(shù)為三坐標(biāo)軸的單位長(zhǎng)度，建立右旋坐標(biāo)系如圖。定出欲求晶向上任意兩個(gè)點(diǎn)的坐標(biāo)。(2)“末”點(diǎn)坐標(biāo)減去“始”點(diǎn)坐標(biāo)，得到沿該坐標(biāo)系備軸方向移動(dòng)的點(diǎn)陣參數(shù)的數(shù)目。(3)將這三個(gè)值化成一組互質(zhì)整數(shù)，加上一個(gè)方括號(hào)即為所求的晶向指數(shù)[uvw]，如有某一數(shù)為負(fù)值，則將負(fù)號(hào)標(biāo)注在該數(shù)字上方。晶向指數(shù)和標(biāo)定(1)以晶格中某結(jié)點(diǎn)為原點(diǎn)，取點(diǎn)陣常數(shù)為三坐標(biāo)52晶面指數(shù)的標(biāo)定(1)建立如前所述的參考坐標(biāo)系，但原點(diǎn)應(yīng)位于待定晶面之外，以避免出現(xiàn)零截距(2)找出待定晶面在三軸的截距，如果該晶面與某軸平行，則截距為無(wú)窮大。(3)取截距的倒數(shù)，將其化為一組互質(zhì)的整數(shù)，加固括號(hào)．得到晶面指數(shù)(hkl)。晶面指數(shù)的標(biāo)定(1)建立如前所述的參考坐標(biāo)系，但原點(diǎn)應(yīng)位于待53晶帶

相交于某一晶向直線(xiàn)或平行于此直線(xiàn)的晶面構(gòu)成一個(gè)晶帶，此直線(xiàn)稱(chēng)為晶帶軸。立方系晶面（hkl）以[uvw]為晶帶軸必有hu+kv+lw=0反之也成立。兩個(gè)不平行的晶面（h1k1l1）,(h2k2l2)的晶帶軸[uvw]可如下求得

晶帶相交于某一晶向直線(xiàn)或平行于此直線(xiàn)的晶54晶面間距對(duì)于不同的晶面族{hkl}其晶面間距也不同?？偟膩?lái)說(shuō)，低指數(shù)晶面的面間距較大，高指數(shù)晶面的面間距較小、如圖1—13所示。由晶面指數(shù)的定義、可用數(shù)學(xué)方法求出晶面間距，見(jiàn)公式。晶面間距對(duì)于不同的晶面族{hkl}其晶面間距也不55材料的晶體結(jié)構(gòu)1、典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)2、共價(jià)晶體的晶體結(jié)構(gòu)3、離子晶體的晶體結(jié)構(gòu)4、合金相結(jié)構(gòu)材料的晶體結(jié)構(gòu)1、典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)56典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格原子排列特征晶格常數(shù)a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°

a＝b＝c，α＝β＝γ＝90°

a=b≠c，=1.633，α=β=90o，γ=120o

原子半徑r＝0.433ar=0.354ar=0.5a晶胞含原子數(shù)246配位數(shù)81212致密度0.680.740.74典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)體心立方晶格面心立方晶格密排六方晶格原子排57晶胞中原子數(shù)晶胞中原子數(shù)58合金相結(jié)構(gòu)

1.固溶體凡溶質(zhì)原子完全溶于溶劑中，并能保持溶劑元素的晶格類(lèi)型所形成的合金相稱(chēng)為固溶體。2.固溶強(qiáng)化通常把形成固溶體使強(qiáng)度升高，硬度升高的現(xiàn)象叫做固溶強(qiáng)化。3.固溶體分類(lèi)根據(jù)溶質(zhì)原子在溶劑中是占結(jié)點(diǎn)位置還是占間隙位置，可將其分為置換固溶體何間隙固溶體。4.中間相兩組元組成的臺(tái)金中，在形成有限因溶體的情況下，如果镕質(zhì)含量超過(guò)其溶解度時(shí)．相會(huì)出現(xiàn)新相，其成分處在A在B中和B在A中的最大溶解度之間，故叫中間相。種類(lèi)：（1）正常價(jià)化合物（2）電子化合物（3）間隙相與間隙化合物（4）拓?fù)涿芏严?/p>

合金相結(jié)構(gòu)1.固溶體59第五部分晶體缺陷

一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)十、教學(xué)參考書(shū)

第五部分晶體缺陷一、教學(xué)目的及要求60教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使掌握晶體缺陷的類(lèi)型、各類(lèi)缺陷的結(jié)構(gòu)特征、性質(zhì)及其對(duì)材料性能的影響。教學(xué)目的及要求通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，使掌握晶體缺陷的類(lèi)型61主要內(nèi)容

點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷、面缺陷、各類(lèi)缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)及性能的影響。主要內(nèi)容點(diǎn)缺陷、線(xiàn)缺陷、面缺陷、各類(lèi)缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)及性62教學(xué)重點(diǎn)

1.點(diǎn)缺陷的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)性能的影響2.線(xiàn)缺陷的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)性能的影響3.面缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)性能的影響

教學(xué)重點(diǎn)1.點(diǎn)缺陷的結(jié)構(gòu)特征及其對(duì)性能的影響63教學(xué)難點(diǎn)

1.位錯(cuò)中的柏氏矢量；2.位錯(cuò)的彈性性質(zhì)；3.實(shí)際晶體中的位錯(cuò)；4.錯(cuò)的增殖機(jī)制；5.各類(lèi)缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)及性能的影響。教學(xué)難點(diǎn)1.位錯(cuò)中的柏氏矢量；64教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容65講授新課1、點(diǎn)缺陷；2、線(xiàn)缺陷；3、面缺陷；4、各類(lèi)缺陷對(duì)結(jié)構(gòu)及性能的影響。講授新課66思考題1.點(diǎn)缺陷的類(lèi)型有那些？點(diǎn)缺陷是熱力學(xué)平衡缺陷嗎？其濃度對(duì)金屬的性能有那些影響？2.位錯(cuò)有那些基本類(lèi)型？試說(shuō)明各種類(lèi)型位錯(cuò)的位錯(cuò)線(xiàn)t與柏氏矢量b之間關(guān)系。3.何為面缺陷？面缺陷有那些基本類(lèi)型？對(duì)金屬的性能有那些影響？4.如何用柏氏回路確定柏氏矢量，請(qǐng)以刃型位錯(cuò)為例說(shuō)明之。5.如何表示晶體中位錯(cuò)密度？金屬材料中的位錯(cuò)密度與其強(qiáng)度有何關(guān)系？與晶內(nèi)相比晶界有那些特點(diǎn)？

思考題1.點(diǎn)缺陷的類(lèi)型有那些？點(diǎn)缺陷是熱力學(xué)平衡67作業(yè)（1）

1、銅的空位生成能1.7×10-19J，試計(jì)算1000℃時(shí)，1cm3銅所包含的空位數(shù)，銅的密度8.9g/cm3，相對(duì)原子質(zhì)量63.5，玻爾茲曼常數(shù)K=1.38×10-23J/K。2、如圖2-1所示的位錯(cuò)環(huán)，說(shuō)明各段位錯(cuò)的性質(zhì)，并指出刃位錯(cuò)多余半原子面的位置。

作業(yè)（1）1、銅的空位生成能1.7×10-19J，68作業(yè)（2）3、

如圖2-2，某晶體滑移面上有一個(gè)

柏氏矢量為b的位錯(cuò)環(huán)，受到均勻切應(yīng)力τ作用，試分析：（1）

該位錯(cuò)環(huán)各段位錯(cuò)的結(jié)構(gòu)類(lèi)型；（2）

求各段位錯(cuò)所受的力；（3）

在τ的作用下，位錯(cuò)環(huán)將如何運(yùn)動(dòng)？（4）

在τ的作用下，位錯(cuò)環(huán)穩(wěn)定不動(dòng)，其最小半徑應(yīng)該多大？4、

畫(huà)圖說(shuō)明F-R位錯(cuò)源位錯(cuò)增殖過(guò)程。5、

證明位錯(cuò)密度ρ和彎曲晶體曲率半徑R的關(guān)系為ρ=1Rb。6、圖3-1表示兩個(gè)被釘扎的刃位錯(cuò)A-B、C-D，它們的長(zhǎng)度均為x，且具有相同的位錯(cuò)線(xiàn)方向和柏氏矢量，每個(gè)位錯(cuò)都可作為F-R位錯(cuò)源。假定這兩個(gè)位錯(cuò)正在擴(kuò)大，試問(wèn)位錯(cuò)環(huán)在交互作用時(shí)，是將位錯(cuò)運(yùn)動(dòng)釘扎住，還是形成一個(gè)大位錯(cuò)源？如果能夠形成一個(gè)大位錯(cuò)源，試問(wèn)該大位錯(cuò)源開(kāi)動(dòng)所需臨界切應(yīng)力有多大？

作業(yè)（2）3、如圖2-2，某晶體滑移面上有一個(gè)69實(shí)驗(yàn)教學(xué)位錯(cuò)腐蝕坑的觀察1學(xué)時(shí)

實(shí)驗(yàn)教學(xué)位錯(cuò)腐蝕坑的觀察1學(xué)時(shí)70教學(xué)參考書(shū)

1、《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》

哈寬富

科學(xué)出版社1983年2、《材料科學(xué)基礎(chǔ)》

潘金生等

清華大學(xué)出版社2000年教學(xué)參考書(shū)1、《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》哈寬富71第六部分純金屬的凝固一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、教學(xué)參考書(shū)

第六部分純金屬的凝固一、教學(xué)目的及要求72教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握結(jié)晶的基本過(guò)程、結(jié)晶的熱力學(xué)條件、形核及長(zhǎng)大規(guī)律、凝固理論的應(yīng)用。

教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握結(jié)晶73主要內(nèi)容1.

純金屬的凝固過(guò)程；2.

結(jié)晶的熱力學(xué)條件；3.

形核及長(zhǎng)大的規(guī)律；4.

凝固理論的應(yīng)用。

主要內(nèi)容1.

純金屬的凝固過(guò)程；74教學(xué)重點(diǎn)結(jié)晶的基本過(guò)程熱力學(xué)條件凝固理論的應(yīng)用教學(xué)重點(diǎn)結(jié)晶的基本過(guò)程75教學(xué)難點(diǎn)1.

結(jié)晶的熱力學(xué)條件；2.

形核及長(zhǎng)大的規(guī)律。

教學(xué)難點(diǎn)1.

結(jié)晶的熱力學(xué)條件；76教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容77思考題1.

液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)與固態(tài)金屬結(jié)構(gòu)有何區(qū)別，試述小體積液態(tài)純金屬結(jié)晶過(guò)程。2.

什么叫臨界晶核？它的物理意義及與過(guò)冷度的定量關(guān)系如何？3

比較過(guò)冷度、臨界過(guò)冷度與動(dòng)態(tài)過(guò)冷度的區(qū)別。4形核為什么需要形核功？均勻形核與非均勻形核形核功有何差別？

思考題1.液態(tài)金屬結(jié)構(gòu)與固態(tài)金屬結(jié)構(gòu)有何區(qū)別，試述小體積78作業(yè)1、

分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系。2、細(xì)化鑄件晶粒的途徑有那些？為什么？3、液態(tài)金屬結(jié)晶時(shí)需要過(guò)冷，那么固態(tài)金屬熔化時(shí)是否會(huì)出現(xiàn)過(guò)熱？作業(yè)1、分析純金屬生長(zhǎng)形態(tài)與溫度梯度的關(guān)系。79教學(xué)參考書(shū)1．《金屬的凝固》

胡漢起

冶金工業(yè)出版社1985年2．《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年3《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年4．《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年5．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》馬泗春主編陜西科學(xué)技術(shù)出版社1998年6．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》石德珂主編西安交大出版社1995年

教學(xué)參考書(shū)1．《金屬的凝固》胡漢起冶金工業(yè)80第七部分二元相圖

一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)十、課堂討論十一、教學(xué)參考書(shū)

第七部分二元相圖一、教學(xué)目的及要求81教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握二元相圖的基本類(lèi)型、分析和使用、鐵碳相圖

教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握二元相圖的82主要內(nèi)容1.二元相圖的基本類(lèi)型；2.二元相圖的分析和使用；3.鐵碳相圖和鐵碳合金。

主要內(nèi)容1.二元相圖的基本類(lèi)型；83教學(xué)重點(diǎn)1.二元相圖的分析和使用；2.鐵碳相圖和鐵碳合金。

教學(xué)重點(diǎn)1.二元相圖的分析和使用；84教學(xué)難點(diǎn)1.二元相圖的分析和使用；2.鐵碳相圖的應(yīng)用

教學(xué)難點(diǎn)1.二元相圖的分析和使用；85教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容86講授新課1、二元相圖的基本類(lèi)型；2、二元相圖的分析和使用；3、鐵碳相圖和鐵碳合金。講授新課1、二元相圖的基本類(lèi)型；87思考題1.二元相圖有那些最基本的類(lèi)型？

何為勻晶轉(zhuǎn)變、共晶轉(zhuǎn)變、包晶轉(zhuǎn)變、共析轉(zhuǎn)變、包析轉(zhuǎn)變、有序-無(wú)序轉(zhuǎn)變。2.

何為“杠桿定律”，“杠桿定律”的應(yīng)用范圍及用途。3.

按含碳量可將鐵碳合金分為那幾類(lèi)？它們的力學(xué)性能隨含碳量的增加有何變化規(guī)律？4.

何為平衡分配系數(shù)？研究固溶體合金凝固時(shí)的溶質(zhì)分布有何實(shí)際意義。5.固溶體合金凝固時(shí)的生長(zhǎng)形態(tài)如何？受那些因素控制。

思考題1.二元相圖有那些最基本的類(lèi)型？何為勻晶轉(zhuǎn)變、共晶88作業(yè)1、

何為成份過(guò)冷？影響成份過(guò)冷的因素有那些？2、

試述區(qū)域提純的原理。3、

簡(jiǎn)述枝晶偏析形成過(guò)程和消除方法。4、

分析0.45%C，1.2%C和2.3%C的鐵碳合金的平衡結(jié)晶過(guò)程，計(jì)算室溫下組織組成

物的相對(duì)量及兩相相對(duì)量。5、

根據(jù)顯微組織分析，一灰口鐵內(nèi)石墨的體積占12%，鐵素體的體積占88%，試求該合金的碳含量。6、

簡(jiǎn)述鑄錠三區(qū)的形成機(jī)理，采用什么方法可使柱狀晶更發(fā)達(dá)？采用什么方法可使中心等軸晶更發(fā)達(dá)？7、鋼中有那些常見(jiàn)雜質(zhì)？何為鋼的“熱脆”

？何為鋼的“冷脆”？如何防止？

作業(yè)1、何為成份過(guò)冷？影響成份過(guò)冷的因素有那些？89實(shí)驗(yàn)教學(xué)鐵碳合金平衡組織觀察2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)鐵碳合金平衡組織觀察2學(xué)時(shí)90教學(xué)參考書(shū)1．《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編工業(yè)冶金出版社1980年2．《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年3．《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年4．《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年教學(xué)參考書(shū)1．《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編91第八部分三元相圖

一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)十、教學(xué)參考書(shū)

第八部分三元相圖一、教學(xué)目的及要求92教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握三元相圖類(lèi)型、定量法則、分析方法、等溫截面、變溫截面、液態(tài)投影圖。

教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握三元相圖類(lèi)93主要內(nèi)容1.三元相圖的成分表示方法及定量法則；2．三元?jiǎng)蚓鄨D、三元共晶相圖；3.四相平衡轉(zhuǎn)變；4.三元相圖應(yīng)用舉例。主要內(nèi)容1.三元相圖的成分表示方法及定量法則；94教學(xué)重點(diǎn)1.三元共晶相圖；2.三元相圖應(yīng)用舉例。教學(xué)重點(diǎn)1.三元共晶相圖；95教學(xué)難點(diǎn)1．三元共晶相圖；2．四相平衡轉(zhuǎn)變。

教學(xué)難點(diǎn)1．三元共晶相圖；96教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容97講授新課1、三元相圖的成分表示方法及定量法則；2、三元?jiǎng)蚓鄨D、三元共晶相圖；3、相平衡轉(zhuǎn)變；4、三元相圖應(yīng)用舉例。講授新課1、三元相圖的成分表示方法及定量法則；98思考題1、三元相圖如何表示合金成份？何為“直線(xiàn)法則”？何為“重心法則”？2、何為三元相圖的水平截面、垂直截面和液相面投影圖？3、三元合金有那些四相平衡轉(zhuǎn)變？在投影圖上有什么特征？4、三元共晶相圖有多少個(gè)單相區(qū)、兩相區(qū)、三相區(qū)？有無(wú)四相共存的情況？思考題1、三元相圖如何表示合金成份？何為“直線(xiàn)法則”？何99作業(yè)（1）1、固態(tài)下完全不互溶的三元共晶相圖如圖6-1所示，分析O與合金的結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出冷卻曲線(xiàn)、結(jié)晶示意圖、注明反應(yīng)式，并計(jì)算室溫下組織組成物的相對(duì)量。2、固態(tài)下完全不互溶的三元共晶相圖如圖6-2所示，畫(huà)出過(guò)Am、PQ的垂直截面。若三組元的熔點(diǎn)tA＞tB＞tC，請(qǐng)畫(huà)出tB＜t＜tA溫度下的水平截面。3、液相面投影圖如圖6-3，分析O合金的結(jié)晶過(guò)程，畫(huà)出冷卻曲線(xiàn)、結(jié)晶示意圖、注明反應(yīng)式，并計(jì)算室溫下組織組成物的相對(duì)量。4、液相面投影圖如圖6-4，請(qǐng)寫(xiě)出全部四相平衡轉(zhuǎn)變

作業(yè)（1）1、固態(tài)下完全不互溶的三元共晶相圖如圖6-1100作業(yè)（2）作業(yè)（2）101實(shí)驗(yàn)教學(xué)金相攝影3學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)金相攝影3學(xué)時(shí)102教學(xué)參考書(shū)

1．《實(shí)用三元合金相圖》侯增壽、陶嵐琴上?？萍汲霭嫔?983年2．《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年3．《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年教學(xué)參考書(shū)1．《實(shí)用三元合金相圖》侯增壽、陶嵐103第九部分固體材料的變形與斷裂一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)十、教學(xué)參考書(shū)

第九部分固體材料的變形與斷裂一、教學(xué)目的及要求104教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握固體材料變形的基本方式、彈性變形的機(jī)制、塑性變形的機(jī)理、塑性變形對(duì)組織與性能的影響、金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生們掌握固體材料變105主要內(nèi)容1、彈性變形；2、塑性變形的機(jī)理；3、塑性變形對(duì)組織與性能的影響；4、金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。主要內(nèi)容1、彈性變形；106教學(xué)重點(diǎn)1、彈性變形；2、塑性變形的機(jī)理.。3、塑性變形對(duì)組織與性能的影響；4、變形對(duì)組織與性能的影響

教學(xué)重點(diǎn)1、彈性變形；107教學(xué)難點(diǎn)1、彈性變形的機(jī)制；2、塑性變形的機(jī)理；3、金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。

教學(xué)難點(diǎn)1、彈性變形的機(jī)制；108教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容109講授新課1、彈性變形；2、塑性變形的機(jī)理；3、塑性變形對(duì)組織與性能的影響；4、金屬及合金強(qiáng)化的位錯(cuò)解釋。講授新課1、彈性變形；110思考題1、材料冷塑變時(shí)，主要的變形方式有那些？2、滑移與孿生有何異同？3、何為滑移帶與滑移線(xiàn)？何為交滑移與多滑移？4、冷塑變對(duì)金屬及合金的組織性能有何影響？5、何為孿生？何為孿生參數(shù)？面心立方晶體孿生過(guò)程中，原子如何切動(dòng)？6、何謂形變織構(gòu)？如何表示板織構(gòu)與絲織構(gòu)？一旦產(chǎn)生織構(gòu)，性能上有何變化？7、用位錯(cuò)理論解釋金屬及合金形變強(qiáng)化。思考題1、材料冷塑變時(shí)，主要的變形方式有那些？111作業(yè)（1）1．將一根長(zhǎng)20m，直徑14mm鋁棒，通過(guò)12.7mm的模具拉拔，求：（1）這根棒材拉拔后的尺寸；（2）這根棒材承受的工程應(yīng)變與真應(yīng)變。2．畫(huà)出體心立方、面心立方和密排六方晶體的滑移系。3．體心立方晶體｛110｝＜111＞；｛112｝＜111＞；｛123｝＜111＞滑移系共有多少個(gè)？可否產(chǎn)生交滑移？4.單晶表面為｛100｝面，假定晶體可以在任何滑移系上滑移，討論表面上可能見(jiàn)到的滑移線(xiàn)。5．銅單晶臨界分切應(yīng)力為1Mpa，設(shè)拉力軸在圖7-1中的陰影三角形中，求：（1）開(kāi)始滑移的最小拉應(yīng)力，并在陰影三角形中示意標(biāo)出最小拉應(yīng)力所對(duì)應(yīng)的拉力軸的位置。（2）當(dāng)拉力軸為何取向時(shí)，滑移所需拉應(yīng)力最大？為什么？作業(yè)（1）1．將一根長(zhǎng)20m，直徑14mm鋁棒，通過(guò)1112作業(yè)（2）6．（001）標(biāo)準(zhǔn)極圖如圖7-2，面心立方金屬拉伸時(shí)，當(dāng)力軸在P點(diǎn)時(shí)，找出初始滑移系與共軛滑移系，并解釋超越現(xiàn)象；若力軸位于［11］點(diǎn)，找出全部等效滑移系，并說(shuō)明兩者應(yīng)力-應(yīng)變曲線(xiàn)的差異。7．證明面心立方晶體發(fā)生孿生變形時(shí)，產(chǎn)生的切變量為0.707。8．試用多晶體塑變理論解釋?zhuān)覝叵陆饘俚木ЯＴ郊?xì)強(qiáng)度越高。9．有一塊密排六方高純金屬板（a/c=1.586），軋成薄板后產(chǎn)生（0001）〈110〉織構(gòu)，沿軋向取樣，屈服強(qiáng)度較低，當(dāng)金屬中加入一定碳后，在相同條件下拉伸屈服強(qiáng)度很高，請(qǐng)說(shuō)明原因。

作業(yè)（2）6．（001）標(biāo)準(zhǔn)極圖如圖7-2，面心113教學(xué)參考書(shū)

1．《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》哈寬富科學(xué)出版社1983年2．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》潘金生等清華大學(xué)出版社2000年

教學(xué)參考書(shū)1．《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》哈寬富114第十部分回復(fù)與再結(jié)晶一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)教學(xué)十、教學(xué)參考書(shū)

第十部分回復(fù)與再結(jié)晶一、教學(xué)目的及要求115教學(xué)目的及要求

通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化、即回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制、金屬的熱變形。

教學(xué)目的及要求通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握形變金屬及合116主要內(nèi)容1、形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；2、回復(fù)；3、再結(jié)晶；4、晶粒長(zhǎng)大；5、金屬的熱變形。主要內(nèi)容1、形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；117教學(xué)重點(diǎn)1.形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；2.回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制；3.金屬的熱變形。教學(xué)重點(diǎn)1.形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；118教學(xué)難點(diǎn)回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制教學(xué)難點(diǎn)回復(fù)、再結(jié)晶、晶粒長(zhǎng)大過(guò)程及其機(jī)制119教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容120講授新課1、形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；2、回復(fù)；3、再結(jié)晶；4、晶粒長(zhǎng)大；5、金屬的熱變形講授新課1、形變金屬及合金在退火過(guò)程中的變化；121思考題1．冷變形金屬加熱到0.5Tm，隨保溫時(shí)間的增長(zhǎng)，組織性能要發(fā)生那些變化？2．回復(fù)的類(lèi)型有幾種？簡(jiǎn)述其機(jī)制。3．再結(jié)晶與重結(jié)晶有何區(qū)別？再結(jié)晶的驅(qū)動(dòng)力是什么？4．何為正常晶粒長(zhǎng)大？何為異常晶粒長(zhǎng)大？發(fā)生異常晶粒長(zhǎng)大條件是什么？5.冷變形金屬在不同溫度下的回復(fù)曲線(xiàn)有何特點(diǎn)？研究回復(fù)動(dòng)力學(xué)有何實(shí)際意義？6．從金屬學(xué)的角度如何區(qū)分冷加工與熱加工？熱加工金屬的軟化機(jī)制有幾種？思考題1．冷變形金屬加熱到0.5Tm，隨保溫時(shí)間的增長(zhǎng)，組122作業(yè)1．某單晶冷壓80%，在20℃停留7天后，性能回復(fù)到一定程度。若在100℃回復(fù)到相同程度則需要50min，求該金屬的回復(fù)激活能。2．冷變形黃銅在400℃溫度下完成再結(jié)晶需要1h，而390℃溫度下完成再結(jié)晶需要2h，試計(jì)算420℃再結(jié)晶需要多少時(shí)間？3．Fe-3%Si合金含MnS粒子時(shí)，當(dāng)粒子半徑為0.05μm，體積分?jǐn)?shù)為1%，850℃以下退火，當(dāng)基體的晶粒平均直徑為6μm的時(shí)候，正常長(zhǎng)大停止，試分析原因。4.將一楔形銅片置于兩軋輥滾之間軋制，畫(huà)出再結(jié)晶后晶粒大小沿片長(zhǎng)方向的變化示意圖。如果加熱到再結(jié)晶溫度以上保溫，何處先發(fā)生再結(jié)晶？5.將純銅冷軋98%后，在不同溫度下再結(jié)晶，請(qǐng)?jiān)O(shè)計(jì)一方案測(cè)定出再結(jié)晶激活能。燈泡中鎢絲在非常高的溫度下工作，晶粒會(huì)顯著長(zhǎng)大，當(dāng)形成橫跨鎢絲的大晶粒時(shí)，燈絲變脆，會(huì)在工作中造成的熱應(yīng)力作用下，產(chǎn)生破壞。試找出能夠延長(zhǎng)燈絲壽命的方法。6.何為超塑性？如何實(shí)現(xiàn)超塑性？研究超塑性對(duì)生產(chǎn)實(shí)踐有何實(shí)際意義？

作業(yè)1．某單晶冷壓80%，在20℃停留7天后，性能123實(shí)驗(yàn)教學(xué)金屬塑性變形與再結(jié)晶2學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)金屬塑性變形與再結(jié)晶2學(xué)時(shí)124教學(xué)參考書(shū)1．《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》哈寬富科學(xué)出版社1983年2．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》潘金生等清華大學(xué)出版社2000年

教學(xué)參考書(shū)1．《金屬力學(xué)性質(zhì)的微觀理論》哈寬富125第一部分前言第二部分總綱第三部分緒論第四部分材料的結(jié)構(gòu)第五部分晶體缺陷第六部分純金屬的凝固第七部分二元相圖第八部分三元相圖第九部分固體材料的變形與斷裂第十部分回復(fù)與再結(jié)晶第一部分前言126

材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間關(guān)系及變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。材料科學(xué)基礎(chǔ)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲取可供使用的工程材料；解決材料在加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝、強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試技術(shù)；合理地選擇和使用工程材料。材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。第一部分前言材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工127一、課程性質(zhì)及教學(xué)目的二、課程內(nèi)容三、與其它課程的關(guān)系四、教學(xué)對(duì)象五、教學(xué)時(shí)間六、教學(xué)地點(diǎn)七、教學(xué)指導(dǎo)思想八、教學(xué)重點(diǎn)九、教學(xué)難點(diǎn)十、教學(xué)方法十一、學(xué)時(shí)分配十二、教學(xué)過(guò)程十三、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容十四、教材及教學(xué)參考書(shū)第二部分總綱一、課程性質(zhì)及教學(xué)目的第二部分總綱128課程性質(zhì)及教學(xué)目的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工程、材料加工與控制等各專(zhuān)業(yè)一門(mén)重要技術(shù)基礎(chǔ)課，也是金屬材料系為材料工程學(xué)院各專(zhuān)業(yè)開(kāi)設(shè)的院級(jí)必修課。材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)、加工工藝與性能之間關(guān)系及變化規(guī)律的一門(mén)科學(xué)。材料科學(xué)基礎(chǔ)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲取可供使用的工程材料；解決材料在加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝、強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試技術(shù)；合理地選擇和使用工程材料。本課程的任務(wù)是向?qū)W生較全面系統(tǒng)地介紹物理冶金原理，注意材料的共性與個(gè)性的結(jié)合，實(shí)現(xiàn)多學(xué)科知識(shí)的交叉與滲透。學(xué)習(xí)本課程的目的是為后續(xù)專(zhuān)業(yè)課打下牢固的基礎(chǔ)，同時(shí)為將來(lái)從事材料的研究與開(kāi)發(fā)打下堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)。

課程性質(zhì)及教學(xué)目的《材料科學(xué)基礎(chǔ)》是材料科學(xué)與工129課程內(nèi)容

材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分?？v觀材料科學(xué)基礎(chǔ)所含內(nèi)容可知，該課程內(nèi)容較為龐雜。具有三多的特點(diǎn)；即所謂內(nèi)容頭緒多、原理規(guī)律多（涉及原理、規(guī)律幾十個(gè)）、概念定義多（名詞、定義近300個(gè)），由于該課程具有上述特點(diǎn)，加之有些微觀結(jié)構(gòu)看不見(jiàn)、摸不到，而且課程內(nèi)容枯燥、乏味，因此，教師感到難教，學(xué)生感到難學(xué)。

課程內(nèi)容材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、130與其它課程的關(guān)系

“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是以化學(xué)、物理、物理化學(xué)、材料力學(xué)、金屬工藝學(xué)和金工教學(xué)實(shí)習(xí)為基礎(chǔ)的課程，在學(xué)習(xí)時(shí)應(yīng)聯(lián)系上述基礎(chǔ)課程的有關(guān)內(nèi)容，以加深對(duì)本課程內(nèi)容的理解。同時(shí)本課程是材料科學(xué)與工程的基礎(chǔ)，在今后學(xué)習(xí)有關(guān)專(zhuān)業(yè)課程時(shí)，還應(yīng)經(jīng)常聯(lián)系本書(shū)的有關(guān)內(nèi)容，以便進(jìn)一步掌握所學(xué)的知識(shí)。

與其它課程的關(guān)系“材料科學(xué)基礎(chǔ)”是以化學(xué)、物131教學(xué)指導(dǎo)思想1.

從材料科學(xué)與工程材料應(yīng)用的角度出發(fā)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，體現(xiàn)21世紀(jì)教學(xué)理念、教學(xué)改革精神和世界工程教育思想。2.

嚴(yán)格按《材料科學(xué)基礎(chǔ)》教學(xué)大綱及《材料科學(xué)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)大綱》進(jìn)行教學(xué)，注意課程內(nèi)容的準(zhǔn)確定位和整體優(yōu)化。3.

開(kāi)設(shè)的實(shí)驗(yàn)及課堂討論應(yīng)有利于學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力及創(chuàng)新能力培養(yǎng)。教學(xué)指導(dǎo)思想132教學(xué)重點(diǎn)

1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。2.晶體缺陷3．凝固理論應(yīng)用4．鐵碳相圖及其應(yīng)用5．三元相圖的應(yīng)用6．塑性變形后的組織與性能7．再結(jié)晶

教學(xué)重點(diǎn)1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。133教學(xué)難點(diǎn)

1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。2.晶體缺陷3.凝固理論4.鐵碳相圖的分析與應(yīng)用5.三元相圖的分析與應(yīng)用6.塑性變形機(jī)理7.再結(jié)晶機(jī)制

教學(xué)難點(diǎn)1.典型金屬的晶體結(jié)構(gòu)。134教學(xué)方法

采用啟發(fā)式、歸納類(lèi)比法、教學(xué)模型、電化教學(xué)等傳統(tǒng)教學(xué)方法。采用CAI課件、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)課件進(jìn)行教學(xué)。改革實(shí)驗(yàn)內(nèi)容及方法，注重理論聯(lián)系實(shí)際及培養(yǎng)學(xué)生分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力，利用電視、計(jì)算機(jī)等輔助教學(xué)手段提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。正確處理《材料科學(xué)基礎(chǔ)》與基礎(chǔ)課、專(zhuān)業(yè)課的關(guān)系：即利用基礎(chǔ)課所學(xué)過(guò)的知識(shí)來(lái)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》，結(jié)合專(zhuān)業(yè)特點(diǎn)講授《材料科學(xué)基礎(chǔ)》。采用計(jì)算機(jī)命題與評(píng)分系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)教考分離。

教學(xué)方法采用啟發(fā)式、歸納類(lèi)比法、教學(xué)模型、電化教學(xué)等傳統(tǒng)135學(xué)時(shí)分配

1．講課502．實(shí)驗(yàn)103．課堂討論24．機(jī)動(dòng)1總學(xué)時(shí)63

學(xué)時(shí)分配1．講課50136教學(xué)過(guò)程

1.

后次復(fù)習(xí)前次概念2.

本次講授內(nèi)容的引入3.

新教學(xué)內(nèi)容的講授過(guò)程4.

小結(jié)5.

思考題6．作業(yè)教學(xué)過(guò)程1.

后次復(fù)習(xí)前次概念137實(shí)驗(yàn)內(nèi)容

1．金相試樣的制備1學(xué)時(shí)2．金相顯微鏡的使用1學(xué)時(shí)3．鐵碳合金平衡組織觀察2學(xué)時(shí)4．金相攝影3學(xué)時(shí)5．金屬塑性變形與再結(jié)晶2學(xué)時(shí)6．位錯(cuò)腐蝕坑觀察1學(xué)時(shí)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容1．金相試樣的制備1學(xué)時(shí)138教材及教學(xué)參考書(shū)

1.,《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社2.《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程習(xí)題與解答》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社3.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年4.《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編工業(yè)冶金出版社1980年5.《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年6.《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年7.《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年8.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》馬泗春主編陜西科學(xué)技術(shù)出版社1998年9.《材料科學(xué)基礎(chǔ)》石德珂主編西安交大出版社1995年教材及教學(xué)參考書(shū)1.,《材料科學(xué)基礎(chǔ)教程》趙品哈爾139第三部分緒論一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)過(guò)程六、思考題七、教學(xué)參考書(shū)

第三部分緒論一、教學(xué)目的及要求140教學(xué)目的及要求

使學(xué)生了解材料科學(xué)的重要地位與作用，工程材料的分類(lèi)，課程的任務(wù)與內(nèi)容，材料科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法。

教學(xué)目的及要求使學(xué)生了解材料科學(xué)的重要地位與作用，141主要內(nèi)容材料科學(xué)的重要地位與作用；工程材料的分類(lèi)；材料發(fā)展簡(jiǎn)史，本課程的研究對(duì)象、任務(wù)與內(nèi)容；材料科學(xué)基礎(chǔ)的學(xué)習(xí)方法；教學(xué)參考書(shū)。

主要內(nèi)容材料科學(xué)的重要地位與作用；工程材料的分類(lèi)；142教學(xué)重點(diǎn)

使學(xué)生了解本課程在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃中的地位、重要性。，以達(dá)到按照教學(xué)目的要求，學(xué)生能夠自覺(jué)地學(xué)好本課程的教學(xué)內(nèi)容。教學(xué)重點(diǎn)使學(xué)生了解本課程在專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)及教學(xué)計(jì)劃中143教學(xué)過(guò)程一講授內(nèi)容二小結(jié)三思考題教學(xué)過(guò)程一講授內(nèi)容144思考題1．材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？2．如何對(duì)工程材料進(jìn)行分類(lèi)？3.材料科學(xué)的研究對(duì)象及任務(wù)是什么？思考題1．材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？145教學(xué)參考書(shū)1．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》

趙品

哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年2．《金屬學(xué)原理》劉國(guó)勛主編工業(yè)冶金出版社1980年3．《金屬學(xué)》胡庚祥主編上?？萍汲霭嫔?980年4．《金屬學(xué)教程》盧光熙主編機(jī)械工業(yè)出版社1985年5．《金屬學(xué)原理》李超主編哈工大出版社1996年6．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》馬泗春主編陜西科學(xué)技術(shù)出版社1998年7《材料科學(xué)基礎(chǔ)》石德珂主編西安交大出版社1995年

教學(xué)參考書(shū)1．《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱146講授內(nèi)容1、材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用2、材料的分類(lèi)3、材料的發(fā)展歷史4、材料科學(xué)的發(fā)展方向5、本課程的任務(wù)與內(nèi)容講授內(nèi)容1、材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用147材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用材料是用來(lái)制造各種有用物件的物質(zhì)。它是人類(lèi)生存與發(fā)展、征服和改造自然的物質(zhì)基礎(chǔ)，也是人類(lèi)社會(huì)現(xiàn)代文明的重要支柱。因此史學(xué)家將人類(lèi)發(fā)展分為石器時(shí)代、青銅器時(shí)代、鐵器時(shí)代、水泥時(shí)代、鋼時(shí)代、硅時(shí)代和新材料時(shí)代。材料科學(xué)的發(fā)展及進(jìn)步成為衡量一個(gè)國(guó)家科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要標(biāo)準(zhǔn)。材料科學(xué)的發(fā)展在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有極其重要的地位，因此，材料、能源、信息被譽(yù)為現(xiàn)代經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三大支柱。材料在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位與作用材料148材料的分類(lèi)1、按材料的化學(xué)成分組成分類(lèi)

金屬材料（黑色金屬、有色金屬）無(wú)機(jī)非金屬材料（水泥、玻璃、耐火材料、陶瓷）天然高分子材料（蛋白、淀粉、纖維素）高分子材料人工合成高分子材料（合成橡膠、合成塑料、合成纖維）

復(fù)合材料2、按材料的使用性能分類(lèi)結(jié)構(gòu)材料功能材料材料的分類(lèi)1、按材料的化學(xué)成分組成分類(lèi)149材料的發(fā)展歷史1、1808～1871年，研究并實(shí)現(xiàn)了金相分析的方法。2、1871～1903年，手機(jī)、分析及總結(jié)了大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，導(dǎo)致了系統(tǒng)的理論研究3、1903～1945年，由研究合金相的平衡狀態(tài)過(guò)渡到從動(dòng)力學(xué)角度研究相的變化。4、1946～現(xiàn)在，繼續(xù)向金屬材料因狀態(tài)不同導(dǎo)致性能差異的方向發(fā)展，進(jìn)一步弄清相變和強(qiáng)化的機(jī)理，在更深的層次上研究結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系。材料的發(fā)展歷史1、1808～1871年，研究并實(shí)現(xiàn)了金相分析150材料科學(xué)的發(fā)展方向精細(xì)化超高性能化高功能化復(fù)雜化（復(fù)合化、雜化）生態(tài)環(huán)境化智能化材料科學(xué)的發(fā)展方向精細(xì)化151本課程的任務(wù)與內(nèi)容

材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分，加工過(guò)程與其組織、結(jié)構(gòu)和性能之間關(guān)系及其變化規(guī)律的一門(mén)學(xué)科。材料的成分不同，則組織結(jié)構(gòu)不同，其性能也不同；材料的成分相同，但加工過(guò)程不同則導(dǎo)致組織結(jié)構(gòu)不同，性能也不同。因此化學(xué)成分、組織結(jié)構(gòu)是決定材料性能的內(nèi)因，而加工工藝則是促使材料組織結(jié)構(gòu)變化最終導(dǎo)致性能變化的外因。材料科學(xué)的任務(wù)是根據(jù)工程和科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的需要設(shè)計(jì)研制新型的工程材料；解決材料制備原理和工藝方法，獲得可供使用的工程材料；解決材料加工和使用過(guò)程中組織結(jié)構(gòu)和性能變化的微觀機(jī)理，從中找出合宜的加工工藝，強(qiáng)化工藝和延壽措施；創(chuàng)新測(cè)試材料成分、組織結(jié)構(gòu)和性能的方法，完善測(cè)試加速；合理的選擇使用材料。材料科學(xué)基礎(chǔ)包含緒論、材料的結(jié)構(gòu)、晶體缺陷、結(jié)晶理論、二元相圖（含鐵碳相圖）、三元相圖、塑性變形理論、再結(jié)晶理論等八部分。本課程的任務(wù)與內(nèi)容材料科學(xué)是研究材料的化學(xué)成分152第四部分材料的結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目的及要求二、主要內(nèi)容三、學(xué)時(shí)安排四、教學(xué)重點(diǎn)五、教學(xué)難點(diǎn)六、教學(xué)過(guò)程七、思考題八、作業(yè)九、實(shí)驗(yàn)十、教學(xué)參考書(shū)第四部分材料的結(jié)構(gòu)一、教學(xué)目的及要求153教學(xué)目的及要求使學(xué)生們掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、性能特點(diǎn)，建立材料結(jié)構(gòu)與性能之間的關(guān)系。教學(xué)目的及要求使學(xué)生們掌握三大固體材料的結(jié)構(gòu)特154主要內(nèi)容材料的結(jié)合方式、金屬材料的結(jié)構(gòu)、高分子材料及陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。主要內(nèi)容材料的結(jié)合方式、金屬材料的結(jié)構(gòu)、高分155教學(xué)重點(diǎn)1、典型金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)；2、合金相結(jié)構(gòu)3、金屬材料的結(jié)構(gòu)與性能的關(guān)系；4、高分子材料及陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)。教學(xué)重點(diǎn)1、典型金屬材料的晶體結(jié)構(gòu)；156教學(xué)難點(diǎn)1.

晶體結(jié)構(gòu)；2.

合金相結(jié)構(gòu)3.高分子材料、陶瓷材料的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)；教學(xué)難點(diǎn)1.

晶體結(jié)構(gòu)；157教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容二、導(dǎo)入新課三、講授新課四、小結(jié)五、思考題六、作業(yè)教學(xué)過(guò)程一、復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容158復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容1、材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？2、如何對(duì)工程材料進(jìn)行分類(lèi)？3、材料科學(xué)的研究對(duì)象及任務(wù)是什么？復(fù)習(xí)上一節(jié)內(nèi)容1、材料科學(xué)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的重要地位是什么？159思考題1．三大固體材料的鍵性如何？2．金屬的特性是什么？3．純金屬的晶體結(jié)構(gòu)有幾種類(lèi)型？4．合金相結(jié)構(gòu)有幾種？都是什么？5．金屬材料的性能特點(diǎn)是什么？6．高分子材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)是什么？7．陶瓷材料的結(jié)構(gòu)及性能特點(diǎn)是什么？思考題1．三大固體材料的鍵性如何？160作業(yè)1、氯化鈉和金剛石各屬于那種空間點(diǎn)陣？試計(jì)算配位數(shù)與致密度。2、試說(shuō)明一個(gè)面心立方等于一個(gè)體心正方結(jié)構(gòu)。3、在立方系中繪出｛110｝、｛111｝晶面族所包括的晶面，及（112）和（10）晶面。4、（121）與（100）所決定的晶帶軸和（001）與（111）所決定的晶帶軸所構(gòu)成的晶面的晶面指數(shù)。5、計(jì)算面心立方結(jié)構(gòu)（111）、（110）與（100）面的面密度和面間距。6、FeAl是電子化合物，具有體心立方點(diǎn)陣，試畫(huà)出其晶胞，計(jì)算電子濃度，畫(huà)出（112）面原子排列圖。7、合金相VC、Fe3C、CuZn、ZrFe2屬于何種類(lèi)型，并指出其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)8、在立方系標(biāo)準(zhǔn)投影圖上確定極點(diǎn)（111）、（11）、（11）、（1）、（12）、（0）的位置。作業(yè)1、氯化鈉和金剛石各屬于那種空間點(diǎn)陣？試計(jì)算配位數(shù)與161實(shí)驗(yàn)1、金相試樣的制備1學(xué)時(shí)；2、金相顯微鏡的使用1學(xué)時(shí)。實(shí)驗(yàn)1、金相試樣的制備1學(xué)時(shí)；162教學(xué)參考書(shū)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社1999年2.《高分子材料導(dǎo)論》張留成化學(xué)工業(yè)出版社1993年3.《工程陶瓷材料》金志浩、周敬恩機(jī)械工業(yè)出版社1986年教學(xué)參考書(shū)《材料科學(xué)基礎(chǔ)》趙品163講授新課1材料的結(jié)合方式2晶體學(xué)基礎(chǔ)3材料的晶體結(jié)構(gòu)

講授新課1材料的結(jié)合方式164材料的結(jié)合方式一、化學(xué)鍵

1.離子鍵

2.共價(jià)鍵

3.金屬鍵

4.范德華鍵

二、工程材料的鍵性

材料的結(jié)合方式一、化學(xué)鍵165離子鍵1、形成當(dāng)兩種電負(fù)性相差很大（如元素周期表相隔較遠(yuǎn)的元素）的原子相互結(jié)合時(shí)，其中電負(fù)性較小的原子失去電子成為正離子，電負(fù)性較大的原子獲得電子成為負(fù)離子，正、負(fù)離子靠靜電引力結(jié)合在一起而形成的結(jié)合鍵。2、特性無(wú)方向性，無(wú)飽和性，結(jié)合力很大3、具有離子鍵物質(zhì)的特性離子晶體的硬度高、強(qiáng)度大、熱膨脹系數(shù)小，但脆性大。離子晶體具有很好的絕緣性。因不吸收可見(jiàn)光，典型的離子晶體是無(wú)色透明的。離子鍵1、形成166共價(jià)鍵1、形成元素周期表中的ⅣA、ⅤA、ⅥA族大多數(shù)元素或電負(fù)性不大的原子相互結(jié)合時(shí)，原子間不產(chǎn)生電子的轉(zhuǎn)移，以共價(jià)電子形成穩(wěn)定的電子滿(mǎn)殼層的方式實(shí)現(xiàn)結(jié)合。這種由公用電子對(duì)產(chǎn)生的結(jié)合鍵稱(chēng)為共價(jià)鍵。2、特性方向性，飽和性，結(jié)合力很大3、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性共價(jià)晶體強(qiáng)度、硬度高，脆性大，熔點(diǎn)、沸點(diǎn)高，揮發(fā)性低。共價(jià)鍵1、形成167金屬鍵1、形成金屬原子結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)是外層電子少，原子容易失去其價(jià)電子而成為正離子。當(dāng)金屬原子相互結(jié)合時(shí)，金屬原子的外層電子（價(jià)電子）就脫離原子，成為自由電子，為整個(gè)金屬原子所共有。這些公有化的自由電子在正離子之間自由運(yùn)動(dòng)形成所謂電子氣（或電子云）。這種由金屬正離子與電子氣之間相互作用而結(jié)合的方式稱(chēng)為金屬鍵。2、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性①、良好的導(dǎo)電性及導(dǎo)熱性。②、正的電阻溫度系數(shù)，即隨溫度升高電阻增大。③、良好的強(qiáng)度及塑性。④、具有金屬光澤。金屬鍵1、形成168范德華鍵

1、形成有些物質(zhì)的分子具有極性，其中分子的一部分帶有正電荷，而分子的另一部分帶有負(fù)電荷，一個(gè)分子的正電荷部位和另一分子的負(fù)電荷部位間，以微弱靜電引力相引，使之結(jié)合在一起稱(chēng)為范德華鍵（或分子鍵）。2、特性結(jié)合力較弱3、具有共價(jià)鍵物質(zhì)的特性硬度低、沸點(diǎn)低，絕緣性。范德華鍵1、形成169工程材料的鍵性

實(shí)際上使用的工程材料，有的是單純的一種鍵，更多的是幾種鍵的結(jié)合。如果以四種鍵為頂點(diǎn)作一個(gè)四面體，就可以把材料的結(jié)合鍵范圍示意地表示在這個(gè)四面體上，具體材料地鍵特性見(jiàn)圖。工程材料的鍵性實(shí)際上使用的工程材料，有的是170晶體學(xué)基礎(chǔ)

1、晶體與非晶體2、空間點(diǎn)陣3、晶向指數(shù)與晶面指數(shù)4、晶體的晶體的極射赤面投影晶體學(xué)基礎(chǔ)1、晶體與非晶體171晶體與非晶體1、晶體：物質(zhì)的質(zhì)點(diǎn)(分子、原子或離子)在三維空間作有規(guī)律的周期性重復(fù)排列所形成的物質(zhì)叫晶體，如圖。2、非晶體：非晶體在整體上是無(wú)序的，但原子間也靠化學(xué)鍵結(jié)合在一起，所以在有限的小范圍內(nèi)觀察還有一定規(guī)律，可將非晶體的這種結(jié)構(gòu)稱(chēng)為近程有序。

晶體與非晶體1、晶體：172空間點(diǎn)陣1、空間點(diǎn)陣：實(shí)際晶體中，質(zhì)點(diǎn)在空間的排列方式是多種多樣的．為了便于研究晶體中原于、分子或離子的排列情況，近似地將晶體看成是無(wú)錯(cuò)排的理想晶體，忽賂其物質(zhì)性，抽象為規(guī)則排列于空間的無(wú)數(shù)幾何點(diǎn)。這些點(diǎn)代表原子(分子或離子)的中心，也可是彼此等同的原于或分子群的中心，各點(diǎn)的周?chē)h(huán)境相同。這種點(diǎn)的空間排列稱(chēng)為空間點(diǎn)陣，簡(jiǎn)稱(chēng)